单基站RTK与CORS系统的精度比较与分析

[摘要]随着连续运行参考站网（CORS）技术的快速发展以及硬件系统的建立，CORS技术在工程应用中的范围越来越广泛。本文通过对比单基站RTK与CORS系统的工作原理分析两者的精度影响因素，通过工程实际对两者的精度进行比较，并对结果进行分析。

[关键词]单基站 RTK 连续运行参考站网 工作原理 精度分析

[中图分类号] P21 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-169-1

1概述

随着CORS技术的成熟，东部沿海很多省、市、区政府组织协调建立了连续运行参考站网，提供不同精度的位置服务和相关信息服务，而且绝大部分都免费提供，这就促使CORS服务已经在工程测绘中得到了广泛的应用[1]。但在实际工程中，由于项目地区的边缘性和特殊的地理位置，导致采用CORS技术难以完成测量工作。此时，考虑到成本与效率问题，单基站RTK（以下简称RTK）技术仍然有很大的应用空间。所以对采用单基站RTK与CORS进行数据采集的精度进行定量分析还是很必要的。

2RTK与CORS系统原理

2.1 RTK技术原理

RTK测量技术即为实时动态测量技术，是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术。主要由三部分组成：①基准站接收机、②数据通讯链、③流动站。

其主要工作原理：在已知高等级点上（基准点）安装GPS接收机，进行连续观测，并将基观测到的数据和测站信息，通过无线电的方式实时传输至流动站。流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时接收基准站的传输数据，根据所接收的信息对GPS轨道误差、电离层和对流层及大气折射所带来的误差进行改正，实时解算出流动站的三维坐标。

由RTK的工作原理可以看出，RTK技术存在着一定的局限性，主要包括：①用户需建立本地参考站；②误差随距离增大；③可靠性和可行性随距离降低。

2.2 CORS系统原理

CORS 服务网是由一系列连续运行的GPS基准站和一个GPS网络控制中心构成。整套系统主要包括GPS固定参考站系统、GPS网络控制中心系统、数据传输系统、数据发播系统和用户系统五部分组成。

用户只需向控制中心发送概略坐标，控制中心会根据用户的位置，计算最佳的固定站数据，整体改正GPS的轨道误差、电离层和对流层以及大气折射所带来的误差。CORS解决了RTK作业距离上的限制，使用户快速获得较高精度的定位服务。

当然，CORS系统也存在着一定的局限性：①前期需要较大的资金投入，运营维护也需要大量资金保证；②无法保证保密安全；③只在特定区域才能获得较高质量的服务。

通过两者的比较可以看出，在技术优势与实用性方面，CORS系统有着较大的优势。但由于CORS系统对连续运行基准站的依赖，通讯线路及CORS系统的建设标准等因素都会影响CORS用户的使用体验。在无法使用CORS系统的边缘地区，RTK仍然是主要技术手段。所以对RTK与CORS的精度进行比较分析还是很有必要的。

3工程实践

3.1技术方法

本次数据分析只针对平面精度，测区位于近郊，在测区内，选择了20个已知点，分别采用RTK与CORS技术进行采集，采样率为1s。CORS得到固定解开始记录测量结果，连续记录一组数据后。再采用RTK方式进行采集，记录另外一组数据。CORS与RTK交替进行测试。

3.2数据统计

采集的数据根据已知点坐标通过仪器内置软件解算坐标转换参数，实时将WGS84坐标转换为二维城市独立坐标。再将转换值与已知坐标值进行比对，计算出差值，得出各点的外符合精度。计算公式为：

其中，θ为采集坐标经转换后与已知值的差值，n为每一个测点的测量值总数， 为外符合精度。

3.3 数据结果

根据上述方面，得出的结果如表1。

3.4 数据的分析

从上述的统计结果可以看出，RTK与CORS的统计精度相差不大。但此次实验是采用多次采集数据的方法进行分析的，在实际工程应用中很难做到采集如此数量的数据。另外，在此次数据统计分析中，也可以看出，CORS采集的数据出现部分粗差。这与参考站提供的自身坐标以及数据控制中心与参考站之间数据通信的可靠性有关。剔除粗差，需采用多次初始化观测以及多次观测采集尽可能多的多余观测值的方法加以消除。

4结论

随着CORS技术的成熟，其在工程中的应用越来越广泛。但仍缺乏统一的标准和组织。在一些边缘或通讯不佳区域，RTK的使用仍然是主流。本文通过实地测量分析出RTK与CORS系统的实测平面精度相差并不明显。CORS系统由于自身的原因，容易出现粗差，在数据采集中需采用相应的质量控制措施，剔除粗差，充分发挥CORS系统的效率高的特点。

参考文献

[1]刘经南，刘晖.建立我国卫星定位连续运行站网的若干思考.武汉大学学报信息科学版，2003.